用于长定子线性电动机的装配方法与流程

本发明涉及一种用于将至少一个功率电子单元连接到长定子线性电动机的运输分段上的装配方法，其中，所述运输分段具有至少一个带有至少两个接触元件的驱动线圈，并且所述至少一个功率电子单元具有至少两个与驱动线圈的接触元件对应的接触点，其中，在驱动线圈的接触元件与所述至少一个功率电子单元的接触点之间建立导电连接。

背景技术：

在充分已知的长定子线性电动机中，形成定子的多个电驱动线圈并排地沿运输路径设置成位置固定的。在运输单元上设置有若干个驱动磁体(作为永磁体或短路绕组或电线圈)，所述驱动磁体与驱动线圈配合作用。通过驱动磁体的(电)磁场与驱动线圈的配合作用，推进力作用到运输单元上，该推进力使运输单元向前运动。所述长定子线性电动机可以构造为(自励的或他励的)同步电机，或构造为异步电机。通过施加用于调节磁通量的线圈电压来控制各个驱动线圈使推进力的大小受到影响并且运输单元可以以所希望的方式沿运输路径运动。

经常长定子或运输路径也以单个路程区段的形式构造，所述路程区段又由接合在一起的运输分段组成。由于所述模块性，尤其是当使用限定的路程区段和运输分段时，长定子线性电动机可以被较简单地构造。长定子线性电动机在结构上的实施方案，即驱动线圈、输送路程、运输单元、运输单元的导向装置等的实施形式当然可以是不同的，其中，但长定子线性电动机的基本工作原理保持相同。

这样的长定子线性电动机的示例可以由wo2013/143783a1、us6,876,107b2、us2013/0074724a1或wo2004/103792a1推断出。

所述驱动线圈通常通过所谓的槽距沿纵向方向彼此间隔开距离地设置在运输路径上或运输分段上。为了产生在运输单元上的推进力，在各个驱动线圈上通常施加线圈电压，其参数(例如电压的水平和持续时间)通常由控制单元按照运输单元所希望的运动(位置、速度、加速度)连续地在运输装置的运行期间被确定。在此，电压馈电借助功率电子单元实现，该功率电子单元通常以印刷电路板的形式设置在运输路径上或运输分段上。在此，所述功率电子单元通常具有对应于运输分段的驱动线圈数量的接触点数量，从而在驱动线圈与功率电子单元之间可以建立导电连接。由于大量的彼此以相对窄的距离设置在运输分段上的驱动线圈当然也对尤其是运输分段的制造过程或装配提出高要求。为了简化或者说加速生产，有利地所有驱动线圈同时、也就是说在一个工作步骤中与功率电子单元或者说印刷电路板导电地连接。为此，各单个驱动线圈的线例如与印刷电路板的对应的接触点触点接通并且焊接，但这由于可用的空间狭窄而要求非常复杂的过程控制，这是不利的。替代地，例如螺旋端子也可以设置在印刷电路板上，驱动线圈的金属丝被插入到所述印刷电路板中，而后拧紧螺旋端子的螺钉。由于通常非常多的驱动线圈和狭窄的空间情况，同时拧紧所有的螺纹连接件是不可能的或仅在非常高的过程花费时是可能的。按顺序拧紧螺纹连接件虽然是可能的，但又延长了装配时间，这是不利的。此外，将驱动线圈的金属丝拧接和焊接在印刷电路板上要求将驱动线圈的通常构造为漆包线的金属丝在先去除绝缘，这是非常复杂的或者说费时的并且因此是不利的。

wo2016/008827a2、ep1909362a1、de19924323a1、de102012106471a1和ep3236564a1示出具有印刷电路板的旋转式电动机的不同实施方案，这些印刷电路板与线圈绕组电连接。在长定子线性电动机中，然而通常比在旋转式电动机中明显更多的驱动线圈与电路板连接。因而，在现有技术中没有示出使人满意的解决方案，其确保在装配长定子线性电动机的运输分段时没有不容许地高的力作用到电路板上。

技术实现要素：

据此，本发明的任务在于，提供一种简单且快速的、用于在装配期间以功率电子单元的尽可能小的载荷将长定子线性电动机的运输分段的功率电子单元装配在运输分段上的装配方法。

所述任务按照本发明来解决，其方式为：在运输分段上设置有至少一个用于容纳驱动线圈的至少一个接触元件的接触插座，将驱动线圈的所述至少一个接触元件设置在所述接触插座中，至少一个与接触插座对应的夹紧元件以夹紧区段插入到接触插座中，其中，驱动线圈的接触元件在与夹紧元件的夹紧区段建立导电连接的情况下由夹紧元件固定在接触插座中，并且所述至少一个功率电子单元的至少一个接触点直接与夹紧元件的连接区段连接，使得建立导电连接，其中，首先将驱动线圈的接触元件设置在接触插座中，然后将夹紧元件以夹紧区段插入到接触插座中，并且然后功率电子单元的接触点通过焊接或插接直接与夹紧元件的连接区段连接。由此，首先夹紧元件利用用于夹紧所需的装配力加载并且然后才将功率电子单元连接到夹紧元件上，从而使功率电子单元卸荷。

有利地，在运输分段上然而设置有至少两个用于分别容纳至少一个接触元件的接触插座，将所述至少两个接触元件设置在接触插座中，至少两个与接触插座对应的夹紧元件分别以夹紧区段按顺序地或同时插入到接触插座中，并且所述至少一个功率电子单元的至少两个接触点按顺序地或同时与夹紧元件的连接区段连接。由此可以将一个(或多个)功率电子单元连接到运输分段的多个、优选所有的驱动线圈上。

有利地，驱动线圈的所述至少一个接触元件构造为具有外部绝缘层的导电线、所谓的漆包线，并且所述至少一个夹紧元件构造为具有切割夹紧区段的切割夹紧元件，其中，在将所述切割夹紧元件插入到所述至少一个接触插座中时，所述切割夹紧区段将驱动线圈的接触元件的外部绝缘层切断以建立导电连接。由此，也在使用绝缘的线(金属丝)时可以在接触元件和夹紧元件之间简单地建立导电连接。

优选地，夹紧元件的所述连接区段实施为夹子连接区段，并且功率电子单元的对应的接触点构造为夹子接触点，其中，为了将功率电子单元与夹紧元件连接，在施加压入力的情况下将所述夹子连接区段压入到功率电子单元的与之对应的夹子接触点中。由此简化了装配并且所述压入力可以通过夹子连接保持很低。

有利地，功率电子单元的所述至少一个接触点构造为与夹紧元件的连接区段的形状相对应的、穿过功率电子单元的具有闭合周界面的开口，并且在将功率电子单元与夹紧元件连接时，连接区段至少部分地穿过所述开口并且由该开口的闭合周界面完全包围。

附图说明

接下来参考图1至图3详细地阐述本发明，这些图示例性地、示意性地并且没有限制地示出本发明的各有利实施方案。其中：

图1示出本发明的一种优选的实施形式的分解示图，

图2a和2b示出使用切割夹紧元件的方法步骤，并且

图3示出切割夹紧元件的详细视图。

具体实施方式

在图1中示出长定子线性电动机的运输分段1的分解示图。在此，在所述运输分段1上众所周知沿纵向方向以规定的距离、所谓的槽距彼此间隔开距离地设置有多个驱动线圈2。出于清楚的原因在图1中但仅示出一个驱动线圈2。通常，所述驱动线圈2设置在运输分段1的封闭的壳体11中，其中，该壳体11经常也利用浇注材料浇注。

驱动线圈2为了施加电压通常具有至少两个接触元件3，借助所述接触元件建立与功率电子单元4的接触点5的导电连接。为此，所述接触元件3必要时从运输分段1的壳体11中引出，以便能够触点接通。驱动线圈2的接触元件3优选地以电绝缘的形式构造、特别优选地构造为漆包线3a，该漆包线利用绝缘层6(例如由漆制成)包覆。

所述功率电子单元4优选构造为常规的印刷电路板4a，在该印刷电路板上设置有电子元件7(电子元件7对于本发明不重要并且在图1中仅用于更好地说明)。

在运输分段1上设置有至少一个用于容纳至少一个接触元件3的接触插座8，优选地，该接触插座8如在图1中示出的这样构造，使得该接触插座适合于容纳一个驱动线圈2的两个接触元件3。但每个接触元件3也可以在运输分段1上设置有单独的接触插座8，由于狭窄的空间关系但有利的是，所述接触插座8至少可以容纳一个驱动线圈2的两个接触元件3。当然也可设想，接触插座8这样构造，使得相邻的各驱动线圈2的多个接触元件3可以被容纳，从而单个接触插座8的数量可以进一步减少。例如可能的是仅一个以板条形式的接触插座8设置在运输分段1的整个长度上，该接触插座适合于容纳运输分段的所有驱动线圈2的所有接触元件3。所述接触插座8优选地由非导电材料例如塑料制成。

所述功率电子单元4或者说印刷电路板4a具有至少一个接触点5以用于与驱动线圈2或者说与驱动线圈2的接触元件3建立导电连接。优选地，印刷电路板4a的接触点5的数量对应于接触元件3的数量，也就是说例如对于每个驱动线圈2可以在印刷电路板4a上设置有两个接触点5。在每个运输分段1有例如80个驱动线圈2的情况下，据此例如160个接触点5设置在印刷电路板4a上，该印刷电路板必须与驱动线圈2的160个接触元件3对应并且连接。但不是强制地必须在运输分段上设置唯一的功率电子单元4或者说印刷电路板4a，例如印刷电路板4a也可以划分成多个印刷电路板分段，这些印刷电路板分段分别具有一个确定数量的接触点5以用于与驱动线圈2的相应的接触元件3连接。

按照本发明，在运输分段1上设置有至少一个与接触插座8对应的夹紧元件9，该夹紧元件以夹紧区段10这样被插入到接触插座8中，使得驱动线圈2的接触元件3在与夹紧元件9的夹紧区段10建立导电连接的情况下由夹紧元件9固定在接触插座8中，如接下来参考图2还将详细阐述的那样。

在图1的实施例中，所述接触元件3从壳体11中引出并且弯曲大约90°，从而接触元件3的自由端部设置在布置在壳体11上的接触插座8的容纳槽16中。

在夹紧元件9固定在接触插座8中之后，功率电子单元4的至少一个接触点5在建立导电连接的情况下与夹紧元件9的连接区段12连接。然而优选地对于驱动线圈2的每个接触元件3设置有一个夹紧元件9。这具有如下优点，要施加到夹紧元件9上的、需要用于将夹紧元件3夹紧到接触插座8中的力例如可以由合适的装配工具接收。然后功率电子单元4可以利用接触点5没有力消耗地或以仅少量的力消耗设置到已经固定的夹紧元件9上。

但功率电子单元4的接触点5也可以为了建立导电连接而首先与夹紧元件9的连接区段12连接并且然后才将夹紧元件9固定在接触插座8中以触点接通接触元件3。该方法尤其是可以在具有较少驱动线圈2的运输分段1中使用。当功率电子单元4适合接收用于将接触元件3夹紧到接触插座8中所需的力时，因此也可设想，将夹紧元件9按顺序或在一个工作步骤中连接到功率电子单元4上并且将整个功率电子单元4连同设置在其上的夹紧元件9在内同时插入到带有设置在其中的驱动线圈2接触元件3的接触插座8中并且同时夹紧所有的接触元件3。

将夹紧元件9插入到各单个接触插座8中可以按顺序地、即在装配的在时间上依次实施的多个第一工作步骤中或同时在装配的唯一的第一工作步骤中进行。将功率电子单元4的接触点5与(已经夹紧到接触插座8上的)夹紧元件9的连接区段12的连接可以据此也按顺序地、即在装配的在时间上依次实施的各第二工作步骤中进行或同时在唯一的第二工作步骤中进行。

但也可以设想，首先功率电子单元4的接触点5与夹紧元件9的连接区段12的连接按顺序地、即在装配的在时间上依次实施的多个第一工作步骤中进行或同时在装配的唯一的第一工作步骤中进行。将已经连接在功率电子单元4上的夹紧元件9插入到接触插座中8然后可以在装配的后续的唯一的第二工作步骤中进行。

根据本发明的所示出的优选实施形式，接触元件3构造有外部的绝缘层6并且夹紧元件9构造为切割夹紧元件13，如在图2中详细示出的那样。在此，切割夹紧元件13当然又分别具有一个构造为切割夹紧区段14的夹紧区段10和一个连接区段12。当具有切割夹紧区段14的切割夹紧元件13被插入到接触插座8中，相应的漆包线3a的绝缘层6由设置在切割夹紧区段14上的刀具15切断，从而在切割夹紧元件13的切割夹紧区段14与接触元件3之间建立导电接触。同时，由此接触元件3也被夹紧和固定，从而确保可靠的电触点接通。在此，切割夹紧区段14当然与连接区段12导电地连接。

将切割夹紧元件13插入到接触插座8中的各个步骤在图2a和图2b中详细示出，图3详细示出切割夹紧元件13。首先，利用绝缘层6绝缘的接触元件3被放入到接触插座8中，这可以纯通过机器并且自动地进行。在此，所述接触插座8具有用于容纳接触元件3的合适的开口、例如长形的容纳槽16，如在图2a中可见的那样。例如，接触元件3为了实施按照本发明的装配方法可以在第一工作步骤中在将切割夹紧元件13插入到接触插座8中之前以合适的方式弯曲，以便能够设置到接触插座8的容纳槽16中。在图1中，接触元件3例如以90°的角度弯曲，根据接触插座8以及夹紧元件9的实施形式当然也可设想其它的布置结构。

如在图3中示出的，优选实施形式的切割夹紧元件13在切割夹紧区段14上具有两个彼此面对的夹紧件17，所述夹紧件分别具有一个用于切断漆包线3a的绝缘层6的刀具15，在所述夹紧件之间设置有用于引导漆包线3a的导向开口19。

切割夹紧元件13如通过在图2a中的箭头示出的这样被插入到接触插座8的接触开口18中，使得已经设置在接触插座8的容纳槽16中的接触元件3由导向开口19容纳(参见图2b上面)。在将切割元件13(参见图2a、2b中间)进一步插入到接触开口18中时借助设置在夹紧件17上的刀具15切断漆包线3a的绝缘层6。在此，漆包线3a的绝缘层6这样被切断，使得在接触元件3的导电芯、即例如漆包线3a的绞合线与切割夹紧元件13之间建立导电连接。通过将切割夹紧元件13进一步插入直至接触开口18的端部(该端部优选同时用作切割夹紧元件13的物理止挡件)，切割夹紧区段14的夹紧件17优选弹性变形，从而两侧的夹紧力fk被施加到接触元件3上(参见图3)。由此可以确保将接触元件3固定在切割夹紧元件13上并且由此确保在接触元件3与切割夹紧元件13之间的导电连接。为了避免切割夹紧元件13从接触插座8中脱开并且与之相关联的电接触中断，可以例如附加地在接触插座8上或运输分段1上设置保险元件(未示出)。例如可设想，切割夹紧元件13在到达接触插座8的最终位置、即止挡件时锁入到合适的保险元件中或以其它合适的方式固定以防脱开。

为了能够将切割夹紧元件13克服夹紧力fk插入到接触插座8中，当然需要沿切割夹紧元件13的纵向方向的装配力fm，如在图2a中示出的那样。根据切割夹紧元件13的材料和结构设计，所需的装配力fm也发生变化。然而通常不是仅一个具有两个接触元件3的驱动线圈2而且是分别具有两个接触元件3的多个驱动线圈2设置在运输分段1上。据此然后优选地设置有与接触元件3的数量相对应数量的切割夹紧元件13，以用于将功率电子单元4或者说印刷电路板4a的接触点5与驱动线圈2的接触元件3连接。在按照本发明的装配方法中，如已经说明的，所有的切割夹紧元件13可以同时在装配的一个工作步骤中被插入到相应的接触插座8的接触开口18中。由此总共得出当然比在夹紧仅一个切割夹紧元件13时明显较大的需要的装配力fm。所需的整个装配力由同时插入到接触插座8中的切割夹紧元件13的总和得出，fmg＝σfmi(指数i在此表示切割夹紧元件13的数量)。

通常印刷电路板4a由非导电的并且相对易碎的塑料制成并且因此仅能够有限地接收力，这在实施装配方法时应该被考虑。如果切割夹紧元件13例如首先设置在印刷电路板4a上并且然后才共同在一个工作步骤中被插入到接触插座8中，则印刷电路板4a因此应该适合接收用于夹紧所有设置的切割夹紧元件13所需的整个装配力fmg。

如果印刷电路板4a不适合用于接收整个装配力fmg，有利的是，首先夹紧元件13同时(或按顺序地)在第一工作步骤中在施加整个装配力fmc(或单个装配力fmi)的情况下被插入到接触插座8中。在此，所有设置在运输分段1上的驱动线圈2的所有接触元件3的绝缘层6同时被切断并且接触元件3如已经详细描述的在建立导电连接的情况下并且通过存在的夹紧力fk被夹紧到接触插座8中。优选地，所述第一工作步骤(或第一工作步骤)借助合适的装配装置实施，但该装配装置不是本发明的主题并且因此对此未详细说明。

在切割夹紧元件13按照规定设置在接触插座8中之后，在下一个工作步骤中印刷电路板4a与运输分段1连接。为此，印刷电路板4a的接触点5优选又同时(或按顺序地)借助合适的装配装置与已经夹紧到运输分段1的接触插座8中的切割夹紧元件13连接。装配装置在现有技术中是已知的并且装配装置的具体实施方案是不相关的并且不是本发明的部分。优选地，为此夹紧元件9或切割夹紧元件13的连接区段12构造为夹子连接区段或焊接连接区段，并且印刷电路板4a的相应接触点5构造为夹子接触点或焊接接触点。在图3中例如夹紧元件9或切割夹紧元件13的连接区段12构造为夹子连接区段。为了将夹紧元件9连接到印刷电路板4a上，夹子连接区段在施加压入力的情况下被压入到印刷电路板4a的与之对应的夹子接触点中。由此，不用焊接，在印刷电路板4a的夹子接触点与接触元件9之间建立导电连接。也可设想其它的实施形式，在此重要的是，必须使用用于将印刷电路板4a与夹紧元件9或切割夹紧元件13的连接区段12连接的尽可能少的力，从而不损坏印刷电路板4a。夹子连接具有如下优点：无焊接地以及因此非常快速地将夹紧元件9装配在印刷电路板4a上是可能的，不过为了形成夹子连接需要考虑压入力。焊接连接虽然相比于夹子连接稍微较复杂，然而具有如下优点：没有出现压入力，从而没有出现施加到功率电子单元4上或印刷电路板4a上的机械载荷。在图2a中例如夹紧元件9或切割夹紧元件13的连接区段12构造为焊接连接区段或所谓的焊片。为了在夹紧元件9和印刷电路板4a之间建立导电连接，所述焊接连接区段与印刷电路板4a的合适的相应焊接接触点触点接通和焊接。

有利地，在运输分段1上设置有用于将印刷电路板4a固定在运输分段1上的固定元件20并且在印刷电路板4a上因此设置有配合作用的固定点21。固定元件20例如可以是常规的螺纹连接件。由此尤其是由于印刷电路板4a的重量引起的载荷可以较好地由运输分段1接收并且夹紧元件9可以被卸荷。